(57)【要約】  本発明が提供する人工芝試験装置（１００）は、人工芝面（１０２）に接触させるための接触面（１３７）を有し、かつ、該接触面の経時的な表面温度（７１４）を測定するための温度センサ（４０６）を有する試験素子（１３６）と、該試験素子に取り付けられ、該試験素子に力を印加するためのペデスタル（１３２）と、該ペデスタルを並進経路（１２０）に沿って並進移動させるためのキャリッジ（１１６）と、該キャリッジを支持すると共に、該キャリッジを前記並進経路に沿ってガイドするためのガイド構造（１１４）と、該ガイド構造に対して前記キャリアを移動させるためのアクチュエータ（１２１）と、を備える。
2019526048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工芝試験装置（１００）であって、
人工芝面（１０２）に接触させるための接触面（１３７）を有し、かつ、該接触面の経時的な表面温度（７１４）を測定するための温度センサ（４０６）を有する試験素子（１３６）と、
該試験素子に取り付けられ、該試験素子に力を印加するためのペデスタル（１３２）と、
該ペデスタルを並進経路（１２０）に沿って並進移動させるためのキャリッジ（１１６）と、
該キャリッジを支持すると共に、該キャリッジを前記並進経路に沿ってガイドするためのガイド構造（１１４）と、
該ガイド構造に対して前記キャリアを移動させるためのアクチュエータ（１２１）と、
を備える、人工芝試験装置。
【請求項２】
前記温度センサが前記接触面と面一状に取り付けられている、請求項１に記載の人工芝試験装置。
【請求項３】
前記ペデスタルが、ウェイトを受け入れるためのウェイトホルダ（１３８）を備え、前記ペデスタルは、該ウェイトが発生する力を前記接触面に伝達するように構成されている、請求項１又は２に記載の人工芝試験装置。
【請求項４】
前記経時的な表面温度を記録するように構成されたコントローラ（１４４、６００）を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記アクチュエータを制御することにより、
前記キャリッジを所定の速度又は位置プロファイルに応じて制御するか、前記アクチュエータを所定の解放速度まで加速するように制御するか、前記キャリッジを前記解放速度に到達した後に自由移動可能とするか、又は、これらの組み合わせを実行する
ように構成されている、請求項４に記載の人工芝試験装置。
【請求項６】
前記ペデスタルは、前記キャリッジに対し、移動軸線に沿って自由移動するように構成され、前記キャリッジは、前記ペデスタルを前記キャリッジに対して、前記試験素子が前記人工芝面上に垂下されるようの解放可能に固定された、制御可能な拘束具を更に備え、
前記コントローラは、前記キャリッジが所定位置にあるとき、所定の時間に達したとき、および、前記キャリッジが所定の落下速度に到達したとき、のいずれかの条件に応じて、前記制御可能な拘束具を制御して前記ペデスタルを解放するように構成されている、請求項５に記載の人工芝試験装置。
【請求項７】
前記ペデスタルは、前記制御可能な拘束具の解放後の衝撃を測定するための力センサを更に備える、請求項６に記載の人工芝試験装置。
【請求項８】
前記コントローラが携帯型通信手段（６００）を備える、請求項４〜７のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項９】
前記コントローラは、前記経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量、又はこれらの組み合わせ（７１６）を計算するように構成されている、請求項４〜８のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、１組の試験パラメータ（７１２）を受信するように構成され、前記コントローラは、更に、前記試験パラメータを使用して前記アクチュエータを制御するように構成されている、請求項４〜９のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１１】
前記試験パラメータは、前記人工芝の状態を記述するメタデータ（７２０）を備える、請求項１０に記載の人工芝試験装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記経時的な表面温度、前記試験パラメータ、前記メタデータ、又はこれらの組み合わせを含む試験レポート（７２４）を生成するように構成されている、請求項４〜１１のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、更に、プライベート鍵又は公開鍵の暗号化アルゴリズムを使用して、前記試験レポートのための暗号化署名（７２６）を生成するように構成されている、請求項１２に記載の人工芝試験装置。
【請求項１４】
前記接触面は、プラスチック、ポリマ、金属、ポリテトラフルオロエチレン又はこれらの組み合わせにより形成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータは、前記キャリッジを少なくとも毎秒１ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒２ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒３ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒４ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒５ｍのピーク速度で移動させるか、又は前記キャリッジを少なくとも毎秒６ｍのピーク速度で移動させるように構成されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１６】
前記表面温度センサが表面熱電対である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１７】
前記接触面は、前記接触面をカバーする摩耗試験表面（５００）を受け入れるように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の人工芝試験装置を使用して人工芝を試験する方法であって、該方法が、
前記人工芝試験装置を、前記接触面が前記並進経路に沿って前記人工芝と接触し得るように配置するステップ（３００）、
前記コントローラを制御して、前記キャリッジを前記並進経路に沿って移動させるステップ（３０２）、並びに、
前記キャリッジが前記並進経路に沿って移動する際に前記経時的な温度を反復的に読み取るステップ（３０４）、
を備える、方法。
【請求項１９】
前記方法が更に、前記経時的な温度を使用する試験レポート（７２４）を作成するステップを備え、前記ペデスタル又は前記キャリッジがトランスミッタを備え、前記方法が更に、該トランスミッタを使用して、前記試験レポートを携帯型の通信手段に送信するステップを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法が更に、前記経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量、又はこれらの組み合わせ（７１６）を計算するステップを備える、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ペデスタルは前記接触面に対して、少なくとも３０ｋｇ、少なくとも４０ｋｇ、少なくとも４５ｋｇ、少なくとも５０ｋｇ、少なくとも５５ｋｇ、少なくとも６５ｋｇ、少なくとも７０ｋｇ、少なくとも７５ｋｇ、少なくとも８０ｋｇ、又は少なくとも８５ｋｇの質量により発生される重量を印加する、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記人工芝試験装置が請求項１６に記載した装置であり、前記方法が更に、
前記人工芝試験装置を前記人工芝と接触（３００）させる前に、前記摩耗試験表面を前記接触面に取り付けるステップと、
前記キャリッジが前記並進経路に沿って移動する際に前記経時的な温度を反復的に記録した後、前記摩耗試験表面の摩耗後の三次元画像を、前記三次元イメージングシステムを使用して取得するステップと、
摩耗後の三次元画像を少なくとも部分的に使用して、表面摩耗統計値を計算するステップと、
を備える、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人造芝とも称される人工芝と、人工芝の製造に関する。特に、本発明は、人工芝の摩擦特性試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工芝又は人工草は、草に代えて使用される繊維で構成される。人工芝の構造は、人工芝が草に類似する外観を呈するように設計される。典型的に、人工芝は、サッカー、アメリカンフットボール、ラグビー、テニス、ゴルフ等のスポーツを行う地面として、あるいは遊戯場又は運動場のために使用される。また、人工芝は、しばしば造園用としても使用される。
【０００３】
人工芝を使用する利点は、草で構成される運動場又は造園面についての手入れ、例えば、定期的な芝刈り、掘り起こし、施肥及び散水が不要となることである。散水は、例えば、水の使用についての地域的な制約により困難となる場合がある。他の気候帯において、草の再成長や閉じた草皮の再生は、フィールド上でのプレイ及び／運動に基づき、天然草の損傷と対比して遅くなる。人工芝フィールドは、同様な管理及び努力を保全のために必要とするものではないが、泥又は異物の洗浄や、定期的なブラッシング等、何らかの保守を必要とする場合がある。これは、遊びや運動によって減退した後の繊維が起立するのを補助するために行われることがある。典型的な使用期間である５〜１５年間を通じて、人工芝運動場が、高度の機械的摩耗に耐えることができ、紫外線に抵抗することができ、熱的サイクリング又は熱的劣化に耐えることができ、薬剤や各種の環境条件との相互作用に抵抗することができれば有益な場合がある。すなわち、人工芝が、長期の耐用寿命を有し、耐久性があり、その使用期間を通じてプレイ及び表面特性や外観を維持できれば有益である。
【０００４】
人工芝を使用する場合の懸念事項は、アスリートがスライディングする場合の皮膚への効果である。アスリートによるスライディングは、意図的な、又は制御された動作である場合があり、各種の競技挙動、例えばスライディングタックルを行うために実行される場合もある。スライディングは、意図せずに、又は偶発的に生じる場合もある。人工芝面は、皮膚に擦傷を負わせることがある。人工芝面と皮膚との間の摩擦は、傷害を生じかねない加熱を惹き起こすことがある。
【０００５】
米国特許出願公開第２００６／０１３０５５６号明細書は、天然又は人工芝面の静的及び／又は動的摩擦係数を測定するための装置を開示している。ハウジング内に垂直に配置された回転可能なシャフトにより、回転体を接触面に接触させる。測定手段により、接触面と回転体との間の摩擦を測定する。
【０００６】
米国特許出願公開第２００４／０１４９００５号明細書は、天然又は人工芝面の静的及び／又は動的摩擦係数を測定するための装置を開示している。この装置は、第１アームが一側でピボット結合されたフレームを備え、第１アームの他側がバーにピボット結合され、バーには、測定すべき表面に接触させ得る表面を有する本体が取り付けられている。ここに、バーには、ピボット点周りに作用するトルクを印加する手段が結合され、測定すべき方面に向けて力をバーに印加する負荷手段が設けられ、バーには、バーに生じる力を測定するための手段が更に設けられ、その手段は、第１アームのピボット点と、前記本体を支持することのできる側との間の部位に配置されている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、独立請求項に記載した人工芝試験装置及び方法を提供するものである。また、実施形態は、従属請求項に記載されている通りである。
【０００８】
一態様において、本発明は、人工芝試験装置を提供する。この人工芝試験装置は、試験素子を備える。試験素子は、人工芝面に接触させるための接触面を有する。試験素子は、接触面の経時的な表面温度を測定するための温度センサを備える。人工芝試験装置は、試験素子に取り付けられるペデスタルを更に備える。ペデスタルは、試験素子に力を印加するように構成されている。人工芝試験装置は、ペデスタルを並進経路に沿って並進移動させるためのキャリッジを更に備える。本明細書において、「キャリッジ」とは、所定経路（本例では「並進経路」と称される。）に沿って移動する機械的構成要素であって、他の機械的構成要素を支持し、又はガイドするものを包含する。また、キャリッジは、ガイドキャリッジ又はトロリーと称されることもある。
【０００９】
人工芝試験装置は、キャリッジを支持すると共にキャリッジを並進経路に沿ってガイドするためのガイド構造を更に備える。人工芝試験装置は、ガイド構造に対してキャリッジを移動させるためのアクチュエータを更に備える。換言すれば、アクチュエータは、キャリッジを、ガイド構造に対して並進経路に沿って作動させるものである。
【００１０】
この実施形態は有益な場合がある。その理由は、接触面が並進経路に沿って人工芝面を横断しようとする際に、接触面の表面温度を測定するための有効な手段を提供できるからである。これは、各種の人工芝を試験する有効な手段を提供し得るものである。表面温度の測定は、プレイヤーが人工芝面上に落下し、又はスライドする際に受ける障害の程度を予測する上で有益な場合がある。
【００１１】
並進経路の使用は、幾つかの理由から有益な場合がある。先ず、試験素子を人口芝面上で引きずると、試験素子は人工芝の構造を乱すことがある。例えば、人工芝の繊維間に配置されたインフィルが変位する場合がある。円形又は重複経路を使用すると、少なくとも一部のインフィルが変位しているために、測定された温度データがエラーとなる場合がある。従って、並進経路は、円形又は重複経路と対比して、より正確な温度及び／又は摩耗測定を供与し得るものである。
【００１２】
また、並進経路は、試験素子が引きずられる際に人工芝を加熱することがあるため、円形又は重複経路よりも優れている場合がある。人工芝の温度が高まると、温度及び／又は摩耗測定がエラーとなる場合がある。
【００１３】
他の実施形態において、並進経路は直線経路である。
【００１４】
他の実施形態において、並進経路は湾曲部を有する。
【００１５】
他の実施形態において、並進経路は非円形である。
【００１６】
他の実施形態において、並進経路は非重複型である。
【００１７】
他の実施形態において、試験素子は、キャリッジに対して移動軸線に沿って移動可能である。移動軸線は、試験装置が作動位置にあるときに垂直方向とすることができる。例えば、人工芝試験装置は、ペデスタルは、垂直方向に移動して試験素子を人工芝面に接触させるように使用することができる。
【００１８】
他の実施形態において、人工芝試験装置は、試験すべき人工芝を備える。
【００１９】
他の実施形態において、温度センサは、接触面と面一状に取り付けられる。接触面は平坦部を有することができ、温度センサは、その平坦部と同一レベルとなるように機械的に配置することができる。
【００２０】
他の実施形態において、温度センサは平坦面を有する。一実施例において、この平坦面は、接触面の平坦部と面一状となるように配置される。
【００２１】
他の実施形態において、温度センサ及び接触面は、スライド面を形成する。このスライド面は、接触面が人工芝上に置かれたときにスライドするように構成することができる。センサ及び接触面は、これらが同一レベル又は面一状であるときにスライド面を形成することができ、これにより、接触面及び温度センサの一方が他方とは異なる高さ又はレベルにおいて人工芝と接触することはない。
【００２２】
他の実施形態において、ペデスタルは、ウェイトを受け入れるためのウェイトホルダを備える。このペデスタルは、ウェイトが発生する力を接触面に伝達するように構成される。例えば、ペデスタルは、キャリッジに対して移動することにより、ウェイトホルダに置かれたウェイトによる力が接触面に直接的に伝達するように構成することができる。これは、人工芝上に落下し、又はスライディングを行うプレイヤーの重量を現実的にシミュレート可能とする利点を有し得るものである。
【００２３】
他の実施形態において、ウェイトホルダは、標準的なウェイトリフティング用又はフィットネススタジオ用のウェイト又はウェイトプレートを受け入れるように構成される。
【００２４】
他の実施形態において、人工芝試験装置は、ウェイトを備える。
【００２５】
他の実施形態において、ウェイトの複合質量は、少なくとも３０ｋｇ、少なくとも４０ｋｇ、少なくとも４５ｋｇ、少なくとも５０ｋｇ、少なくとも５５ｋｇ、少なくとも６５ｋｇ、少なくとも７０ｋｇ、少なくとも７５ｋｇ、少なくとも８０ｋｇ、又は少なくとも８５ｋｇである。
【００２６】
他の実施形態において、ウェイトの複合質量は、４５ｋｇ以下、６０ｋｇ以下、７５ｋｇ以下、９０ｋｇ以下、１０５ｋｇ以下、又は１２０ｋｇ以下である。これらの最大ウェイトは、互いに排他的でない限り、上述した最小ウェイトと組み合わせることができる。
【００２７】
他の実施形態において、人工芝試験装置は、コントローラを更に備える。
【００２８】
他の実施形態において、コントローラは、経時的な表面温度を記録するように構成される。異なる実施形態において、コントローラは、異なる形態とすることができる。一実施例において、コントローラは、ペデスタル、キャリッジ及び／又はガイド構造内に統合することができる。他の実施形態において、コントローラは、少なくとも一部が携帯型通信装置で構成される。これは、例えば、スマートフォン又はタブレット等の装置で構成することができる。例えば、コントローラは、その一部を、人工芝試験装置の残部との間でワイヤレス通信ネットワーク又は接続を介して通信する装置で構成することができる。
【００２９】
他の実施形態において、コントローラは、アクチュエータを制御するように構成される。
【００３０】
他の実施形態において、コントローラは、アクチュエータを制御することにより、キャリッジを所定の速度又は位置プロファイルに基づいて移動させるように構成される。例えば、アクチュエータは、キャリッジが、時間の関数としての特定の位置及び／又は速度をもって移動するように制御することができる。これは、プレイヤーによる意図的又は偶発的な各種スライディング動作をシミュレートする上で有益な場合がある。
【００３１】
他の実施形態において、コントローラは、アクチュエータを制御して所定の解放速度まで加速させるように構成される。例えば、コントローラは、アクチュエータを使用してキャリッジを可能な限り速やかに特定の解放速度まで加速させるようにプログラムすることができる。
【００３２】
他の実施形態において、コントローラは、アクチュエータを制御して、解放速度に達した後に自由移動するように構成される。例えば、芝生上でスライディングするプレイヤーの効果をシミュレートすることが望まれる場合がある。スライディング期間中にキャリッジを駆動する代わりに、アクチュエータがキャリッジを加速も減速もさせない構成として、スライディングをシミュレートすることも可能である。すると、試験素子の人工芝面との摩擦に基づいてキャリッジ及び試験素子の減速が生じる。幾つかの実施例において、人工芝試験装置は、時間の関数としてのキャリッジの位置を決定するためにセンサを含み、又はアクチュエータからの測定を行うように構成することができる。これは、試験素子のスライディングを解放速度の関数として記録し、場合によっては後で研究可能とするために、メタデータに蓄積し、又は試験結果に含めることができる。
【００３３】
他の実施形態において、ペデスタルは、移動軸線に沿ってキャリッジに対して自由移動するように構成される。例えば、ペデスタルを移動軸線方向に自由移動可能とするために、リニア式又はその他の形式の軸受が考えられる。例えば、人工芝試験装置が作動位置にあるときに、移動軸線は略垂直方向に配向することができる。キャリッジは、ペデスタルをキャリッジに対して、試験素子が人工芝面の上方から垂下するように解放可能に固定するように構成した、制御可能な拘束具を更に備える。コントローラは、制御可能な拘束具を以下の条件の何れかに従って制御することにより、ペデスタルを解放する構成とすることができる。すなわち、ペデスタルはキャリッジか所定位置にあるときに解放され、ペデスタルは実験中における所定の時点で解放され、又は、ペデスタルはキャリッジが所定の落下速度に達したときに解放される。この実施形態は有益な場合がある。その理由は、プレイヤーが人工芝面上でのスライディングを開始する際に生じる衝撃力をシミュレートする上で有用であり得るからである。
【００３４】
幾つかの実施例において、人工芝の上方における異なる高さを代表する各種の異なる位置まで移動させることができる。これは、プレイヤーが人工芝面上でのスライディングを開始する際の各種の衝撃力を試験できる点で有用であり得る。
【００３５】
他の実施形態において、ペデスタルは、制御可能な拘束具の解放後における衝撃を測定するための力センサを更に備える。例えば、力センサは、三次元力センサで構成することができる。力センサを備えることは有益な場合がある。その理由は、ペデスタルが試験素子を人工芝面上に落下させる際の衝撃を経験的に決定可能とするからである。測定された衝撃力データは、他のメタデータや、人工芝試験装置を使用しての実験を記述するデータと共に蓄積することができる。衝撃力の測定は有益な場合がある。その理由は、オペレータが試験素子を落下させる高さを調整可能であるため、そしてペデスタルに加えられるウェイトも所望の衝撃力が得られるように調整し得るからである。
【００３６】
他の実施形態において、所定の落下速度は解放速度と同一である。
【００３７】
他の実施形態において、携帯型通信装置は、人工芝試験装置のための制御及び／又は試験プログラムを実行するアプリ又はアプリケーションを有する。一実施例において、これは人工芝試験装置の作動及び機能を制御するために使用することができる。他の実施例において、これは経時的な表面温度の分析を行うために使用することができる。
【００３８】
他の実施形態において、コントローラは、携帯型通信装置を備える。
【００３９】
他の実施形態において、コントローラは、経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量又はこれらの組み合わせの何れかを計算するように構成される。この実施形態は有益な場合がある。その理由は、経時的な表面温度から得られる各種の温度統計値が人工芝を評価する上で有用であり得るからである。最大温度及び／又は平均温度は、場合によっては皮膚への傷害程度の正確な予測値となり得る。加熱量は、高い温度が皮膚に加えられる際の温度及び時間に依存する場合がある。
【００４０】
これは、例えば、試験の間に人工芝カーペットの安全性を最適化する上で有用な場合がある。加熱量の概念は、医療分野、特に腫瘍学における温熱療法において、癌細胞を治療又は破壊するために使用されるものである。同じ概念が、異なる分野において、人工芝上への落下に由来する高い温度の効果を予測するために適用可能である。加熱量は、標準的な加熱量計算方法の何れかにより、例えば、Vincze, G.外２名による論文「Generalization of the Thermal Dose of Hyperthermia in Oncology（腫瘍学における温熱療法の加熱量の一般化）」、Open Journal of Biophysics、2015年、第５巻第97-114頁、doi: 10.4236/ojbiphy、2015.54009に記載されている方法によって計算することができる。
【００４１】
他の実施形態において、コントローラは、一群の試験パラメータを受け入れるように構成される。コントローラは、更に、試験パラメータを使用してアクチュエータを制御するように構成される。試験パラメータは、例えば、アクチュエータをどれだけ速く移動させるべきか、及びアクチュエータを移動させる距離を記述するコマンド又はディテールで構成することができる。試験パラメータは、アクチュエータを制御するためのコマンドによって、又はアクチュエータを制御するためのコマンドに翻訳可能なデータによって構成することができる。
【００４２】
他の実施形態において、試験パラメータは、人工芝の状態を記述するメタデータを備える。これらは、例えば、使用される人工芝繊維の形式や、特定の人工芝の商品名又は商標に関するディテールを含むことができる。プレイヤーが人工芝面に衝撃力を与えると、プレイヤーの皮膚が人工芝といかに反応するかに影響を及ぼすのは繊維だけではない。これは、人工芝カーペットの下側に配置された緩衝材又は充填剤、例えばゴムや砂にも依存する場合がある。また、人工芝が敷設される場合、通常はインフィル材料も使用される。インフィル材料は、ゴム粒子又は砂等の粒状材料で構成することができ、人工芝により現実的で弾性的なフィールを与えるために使用されるものである。人工芝用インフィルの特定の選択は、試験素子が人工芝の表面を横切って引きずられる際の経時的な温度に影響を及ぼすことがある。
【００４３】
他の実施形態において、コントローラは、経時的な表面温度、試験パラメータ、メタデータ及びこれらの組み合わせの何れかを含む試験レポートを作成するように構成される。
【００４４】
他の実施形態において、コントローラは更に、プライベート鍵又は公開鍵アルゴリズムを使用して試験レポートのための署名を生成するように構成される。この実施形態は有益な場合がある。その理由は、試験レポートをテスター又はテストグループにより生成し、後で試験レポートの真正性を検証できるように署名することができる。これは、例えば、試験レポートを試験結果のアーカイブとして使用する場合等において有用な場合がある。これは、試験レポートが特定の人工芝についての試験におけるディリジェンスを証明するような法的状況においても有用であり得る。
【００４５】
プライベート鍵は、例えば、人工芝試験装置の各種要素内に配置することができる。場合により、コントローラは、ポータブルな携帯型コンピュータ装置、例えばモバイル電話装置上に配置することができ、また、プライベート鍵を有するコントローラは、ペデスタル、キャリッジ又はガイド構造内に配置することもできる、
【００４６】
他の実施形態において、ガイド構造は、人工芝上にガイド構造を支持するための脚部を備える。
【００４７】
他の実施形態において、脚部は、人工芝を把持するための突部を備える。これらは、例えば、スパイクにより構成することができ、人工芝用として使用されるシューズのスパイクに類似する形状とすることもできる。これは、人工芝試験装置を使用する際、人工芝の所定位置での保持をも補助する利点を有する場合がある。
【００４８】
他の実施形態において、ペデスタルは、垂直軸線に沿って移動するように制限される。
【００４９】
他の実施形態において、接触面は、プラスチック、ポリマ、金属、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの組み合わせの何れかで形成される。
【００５０】
他の実施形態において、アクチュエータは、モータ、空圧システム及び油圧システムの何れかを備える。
【００５１】
他の実施形態において、アクチュエータは、キャリッジを作動させるためのベルト又はチェーンを備える。
【００５２】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも１ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５３】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも２ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５４】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも３ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５５】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも４ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５６】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも５ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５７】
他の実施形態において、アクチュエータは、少なくとも６ｍ／ｓのピーク速度で移動するように構成される。
【００５８】
他の実施形態において、表面温度センサは、表面熱電対である。これは有益な場合がある。その理由は、表面熱電対が表面温度の試験のために容易かつ簡単に使用できるからである。
【００５９】
本明細書における「表面熱電対」は、平坦面を組み込んだ熱電対センサを包含する。表面熱電対は、平坦面の温度を測定するものである。この平坦面は、例えば、金属で構成することができる。
【００６０】
他の実施形態において、人工芝試験装置は接触面を有し、この接触面は平坦部を有する。
【００６１】
他の実施形態において、接触面は丸みの付けられたエッジ部を有する。これは、試験素子が、人工芝を絡ませることなく、人工芝を横断して摺動できるために有益な場合がある。
【００６２】
他の実施形態において、接触面は、接触面をカバーする摩耗試験面を受け入れるように構成される。
【００６３】
前述した実施形態において、表面温度は、温度センサを使用して測定する。本実施形態において、試験は若干異なる態様で行われる。本例では、摩耗試験面が接触面に取り付けられる。この試験において、接触面の重量は、使用前後の双方において測定可能である。これは、人物やその他の物体が人工芝を横断して摺動する際に、当該人物又は物体から除去される材料の量を予測するために使用することができる。
【００６４】
他の実施形態において、人工芝試験装置は、摩耗試験面を備える。
【００６５】
他の実施形態において、摩耗試験面は、レザー、ビニールクロス、マット又はカバリングに形成されたコラーゲン繊維、及びポリウレタン人工レザーの何れかで構成される。
【００６６】
他の実施形態において、本発明は、先行する請求項の何れか１項に係る装置を使用して人工芝の試験を行う方法を提供する。本方法は、人工芝試験装置を、接触面が並進経路に沿って人工芝と接触するように、又は接触させるべく操作できるように配置するステップを備える。幾つかの実施例において、作動位置にあるときに、試験素子は重力により人工芝と接触させる。この場合において、本方法は、人工芝試験装置を、接触面が並進経路に沿って人工芝と接触するように配置するステップを備える。
【００６７】
他の実施例において、ペデスタルは、キャリッジに対して固定されたペデスタルの垂直位置を保持する、制御可能な拘束具によって制限することができる。この場合、本方法のステップでは、人工芝試験装置を、接触面が並進経路に沿って人工芝の上方から垂下するように配置することができる。
【００６８】
本方法は、アクチュエータを制御してキャリッジを並進経路に沿って移動させるステップを更に備える。
【００６９】
本方法は、キャリッジが並進経路に沿って移動する際の経時的な温度を反復的に記録するステップを更に備える。
【００７０】
他の実施形態において、本方法は、経時的な温度を使用して試験レポートを作成するステップを更に備える。ペデスタル又はキャリッジは、トランスミッタを備える。本方法は、トランスミッタを使用して試験レポートを携帯型通信装置に送信するステップを更に備える。この場合、携帯型通信装置は、例えば、試験レポートを作成するため、又は経時的な温度の分析を行うために使用することができる。
【００７１】
他の実施形態において、本方法は、経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量、及びこれらの組み合わせの何れかを計算するステップを更に備える。
【００７２】
他の実施形態において、人工芝試験装置は、接触面が、接触面をカバーする摩耗試験面を受け入れるように構成された実施形態に係るものである。本方法は、人工芝試験装置を人工芝と接触させる前に、摩耗試験面を接触面に取り付けるステップを更に備える。本方法は、キャリッジが並進経路に沿って移動する際に経時的な温度を反復的に記録した後、三次元イメージングシステムを使用して摩耗試験面の摩耗後における三次元画像を取得するステップを更に備える。
【００７３】
本方法は、少なくとも部分的に摩耗後における三次元画像を使用して表面摩耗統計値を計算するステップを更に備える。この実施形態は有益な場合がある。その理由は、三次元画像を使用して摩耗試験面の変化又は相対変化を計算できるからである。これは、各種統計値の直接的な計算を可能とするものである。
【００７４】
他の実施形態において、本方法は、摩耗試験面を接触面に取り付ける前に、三次元イメージングシステムを使用して摩耗試験面の初期の三次元画像を取得するステップを更に備える。摩耗統計値は、摩耗後における三次元画像と初期の三次元画像とを比較して計算される。この実施形態は有益な場合がある。その理由は、事前及び事後の画像により、表面摩耗及び統計値が一層正確に決定可能となるからである。幾つかの実施例において、摩耗試験面の表面上に参照マーク、インジケータ、又は受託マークを付することにより、摩耗後における三次元画像と初期の三次元画像とを、より正確に整列可能とすることができる。
【００７５】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも３０ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００７６】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも４０ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００７７】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも４５ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００７８】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも５０ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００７９】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも５５ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８０】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも６０ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８１】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも６５ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８２】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも７０ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８３】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも７５ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８４】
他の実施形態において、ペデスタルは、少なくとも８５ｋｇの重量を接触面に印加する。
【００８５】
言うまでもなく、上述した本発明の１つ又は複数の実施形態は、互いに排他的でない限りにおいて組み合わせることができる。
【００８６】
当業者であれば理解できるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラム製品として具体化することができる。すなわち、本発明の態様は、完全にハードウェア的な実施形態、完全にソフトウェア的な実施形態（ファームウェア、レジデントソフトウェア、マクロコード等）、あるいは何れも本明細書において一般的に「回路」、「モジュール」又は「システム」と称されるソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態として実施することができる。更に、本発明の態様は、コンピュータで実行可能なコードを記録した１つ又は複数のコンピュータ可読媒体として具体化されるコンピュータプログラム製品として実施することができる。
【００８７】
任意に組み合わせた１つ又は複数のコンピュータ可読媒体を使用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体で構成することができる。本明細書において、「コンピュータ可読ストレージ媒体」とは、プロセッサ又はコンピュータ装置で実行可能なインストラクションを保存し得る有形のストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読の非一時的ストレージ媒体と称されることもある。また、コンピュータ可読ストレージ媒体は、有形のコンピュータ可読媒体と称されることもある。幾つかの実施形態において、コンピュータ可読ストレージ媒体は、プロセッサ又はコンピュータ装置でアクセス可能なデータを保存可能とすることもできる。コンピュータ可読ストレージ媒体を非限定的に例示すれば：フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光ディスク、プロセッサのレジスタファイルが挙げられる。光りディスクの例としては、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクが含まれる。「コンピュータ可読ストレージ媒体」との用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータによりアクセス可能な各種形式の媒体をも指す。例えば、データはモデム経由で、インターネット経由で、またはローカルエリアネットワーク経由で検索することができる。コンピュータ可読媒体に保存されたコンピュータ実行可能なコードは、任意の適当な媒体を使用して送信可能であり、これには、非限定的な意味合いで、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等、あるいはこれらの適当な組み合わせが含まれる。
【００８８】
コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータで実行可能なコードを、例えばベース帯域に、又は搬送波の一部として具体化した伝播データ信号を含むことができる。このような伝播信号は任意の各種形態とすることができ、これには、非限定的な意味合いで、電磁的、光学的又はこれらの適当な組み合わせ形態が含まれる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではなく、インストラクションを実行するためのシステム、装置又はデバイスにより、又はこれらとの関連でプログラムを通信、伝播又は搬送することのできる任意のコンピュータ可読媒体で構成することができる。
【００８９】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに対して直接的にアクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体で構成することができる。
【００９０】
本明細書において「プロセッサ」は、プログラム、又はマシン可読インストラクション、又はコンピュータ実行可能なコードを実行することのできる電子部品を包含する。「プロセッサ」をソアネルコンピュータ装置は、場合によっては２つ以上のプロセッサ又はプロセッシングコアを含むものと解すべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、単一のコンピュータシステム内における、あるいは複数のコンピュータシステムの間で分散されたプロセッサの集合を指すこともある。「コンピュータ装置」との用語は、場合によっては、それぞれが１つ又は複数のプロセッサを備えるコンピュータシステムの集合又はネットワークを指すものと解すべきである。コンピュータ実行可能なコードは、同一のコンピュータ装置内における、又は複数のコンピュータシステム間で分散させた複数のプロセッサによって実行することができる。
【００９１】
コンピュータ実行可能なコードは、プロセッサに本発明の一態様を実行させるための、マシン実行可能なインストラクション又はプログラムを備えることができる。本発明の態様のための操作を実行するためのコンピュータ実行可能なコードは、１つ又は複数のプログラム言語の組み合わせで記述することができ、これには、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラム言語、Ｃ言語等の従来の手続型プログラム言語、あるいはマシン実行可能なインストラクションとしてコンパイルされた同様のプログラム言語が含まれる。幾つかの実施例において、コンピュータ実行可能なコードは、高次言語又はプリコンパイル形態で構成し、オンザフライでマシン実行可能なインストラクションに翻訳するインタープリータと組み合わせて使用することができる。
【００９２】
コンピュータで実行可能なコードは、全面的にユーザのコンピュータ上で、又は部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローン型のソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で、そして部分的に遠隔コンピュータ上で、あるいは全面的に遠隔コンピュータ又はサーバ上で実行することができる。後者のシナリオの場合、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意形式のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、また、外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用するインターネットを介して）接続することもできる。
【００９３】
本発明の態様につき、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート表示又はブロック線図を参照して記載する。フローチャート、表示及び／又はブロック線図における各ブロック又はブロックの一部は、適用可能である場合にはコンピュータで実行可能なコンピュータプログラム・インストラクションにより実行可能であることが理解される。また、互いに排他的でない場合、異なるフローチャート、表示及び／又はブロック線図におけるブロックを組み合わせ得ることも理解される。これらのコンピュータプログラム・インストラクションを汎用コンピュータ、特定用途向けコンピュータ、又はマシンを製造する他のプログラム可能なデータ処理装置におけるプロセッサに供給することかできる。この場合、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置におけるプロセッサを介して実行されるインストラクションにより、フローチャート及び／又はブロック線図における１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／行為を実行するための手段を生成することができる。
【００９４】
これらのコンピュータプログラム・インストラクションは、コンピュータ可読媒体に保存することもでき、その媒体は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又はその他の装置に特定の態様で機能するように指示を与えるものである。この場合、コンピュータ可読媒体に保存されたインストラクションによって、フローチャート及び／又はブロック線図における１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／行為を実行する指示を含む製品が製造される。
【００９５】
コンピュータプログラム・インストラクションは、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、あるいは一連の操作ステップをコンピュータ、その他のプログラム可能な装置、又はコンピュータ実行可能なプロセスを製造する他のデバイスにローディングすることができる。この場合、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行されるインストラクションにより、フローチャート及び／又はブロック線図における１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／行為を実行するプロセスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
以下、本発明の実施形態につき、もっぱら例示として、図面を参照して詳細に説明する。
【００９７】
【図１】人工芝試験装置の側面図である。
【図２】図１の人工芝試験装置の上面図である。
【図３】図１の人工芝試験装置の作動方法の説明図である。
【図４】人工芝カーペットと接触する試験素子の説明図である。
【図５】人工芝カーペットと接触する代替的な試験素子の説明図である。
【図６】人工芝試験装置の他の実施例の説明図である。
【図７】携帯型通信装置の一例の説明図である。
【図８】人工芝試験装置の他の実施例の説明図である。
【図９】図８の人工芝試験装置の更なる説明図である。
【図１０】図８の人工芝試験装置の更なる説明図である。
【図１１】図８の人工芝試験装置の更なる説明図である。
【図１２】図８の人工芝試験装置の更なる説明図である。
【図１３】摩耗後における三次元画像の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００９８】
各図において、同様の参照符号を付した構成要素は、均等な構成要素であるか、又は同一機能を奏するものである。先に論じられている構成要素は、機能が均等であれば、後の図面において必ずしも論じられない。
【００９９】
図１は、人工芝試験装置の一例を示す。人工芝試験装置１００は、人工芝カーペット１０２上に配置されている。人工芝カーペット１０２は、基材１０４上に配置されている。基材１０４は、グラウンド１０６又は地面の上部に位置している。人工芝カーペット１０２は、例えば、人工芝のタフテッドカーペットで構成することができる。基材１０４は、その上に人工芝カーペット１０２が配置される表面を平滑化するために使用される材料で構成することができ、また、少なくとも部分的に弾性を有するゴム粒子等の材料を有することができる。人工芝試験装置１００は、フレーム１０８を備える。フレーム１０８には、人工芝試験装置１００を支持するための脚部１１０が取り付けられている。脚部１１０は、任意的な突部１１２を有するものとして示されている。これらの突部は、人工芝試験装置１００を適正位置に保持するのを補助するよう、少なくとも部分的に人工芝カーペット１０２中に差し込まれている。
【０１００】
図１は人工芝試験装置１００の側面図、図２は人工芝試験装置の上面図である。上面図には、キャリッジ１１６のガイド構造として機能する２つの平行ロッド１１４が示されている。キャリッジ１１６は、キャリッジ１１６を平行ロッド１１４に沿って移動可能とするリニアベアリング１１８を収めている。これは、並進経路１２０を形成するものである。本例における平行ロッド１１４は、想定可能なガイド構造の単なる一例を示すに過ぎない。ガイド構造は、キャリッジ１１６を既定の経路１２０に追従させるための起動又はその他のガイドシステムを使用する等、代替的な構成とすることができる。起動を使用する場合、並進経路は１つ又は複数の湾曲部を有することができる。
【０１０１】
人工芝試験装置１００は、キャリッジ１１６をガイド構造１１４に対して移動させるためのアクチュエータ１２１を有する。アクチュエータ１２１は、ベルト１２４を駆動するために使用されるモータ１２２を備える。モータ１２２には、駆動プーリ１２６が取り付けられている。この場合、被動プーリ１２８はフレーム１０８の対向側に配置される。モータ１２２が回転すると、モータはベルト１２４を移動させる。ベルト１２４がキャリッジ１１６に取り付けられる取り付け点１３０が設けられている。モータ１２２が駆動プーリ１２６を回転させると、ベルト１２４が移動し、キャリッジ１１６が並進経路１２０に沿って移動する。図１及び２に示す例は、アクチュエータを実施するための一例を示すに過ぎない。その他のシステム、例えば、ケーブルドライブ、チェーン又は油圧及び空圧システムの使用も想定可能である。しかしながら、図１及び２に示す例は非常に持ち運びに便利であり、フィールドにおいて使用し得るものである。大型の油圧及び空圧システムを使用すれば、人工芝試験装置１００を異なる位置まで移動させるのが困難となりかねない。ベルトドライブを使用すれば、キャリッジ１１６を並進経路１２０に沿って双方向に移動させることも可能となる。
【０１０２】
人工芝試験装置は、更に、ペデスタル１３２を有するものとして示されている。ペデスタルは、キャリッジ１１６を貫通するリニアベアリング１３４を通して挿入されている。ペデスタル１３２の底部には、接触面１３７を有する試験素子１３６が配置されている。接触面１３７は、人工芝カーペット１０２に接触している。キャリッジ１１６が並進経路１２０に沿って移動すると、試験素子１３６は、人工芝カーペット１０２を横断するように引きずられる。これにより、人工芝カーペット１０２と接触面１３７との間に摩擦が生じ、その摩擦は熱を発生させる。図１及び２には示されていないが、接触面１３７の温度を測定するための温度センサが設けられている。計測電子回路１４４が図示されており、これは、例えばエレクトロニクスと、温度センサを駆動するための電力を供給するものである。幾つかの実施例において、計測電子回路１４４は、コントローラ、又はコントローラの一部も含んでいる。ペデスタル１３２の上部にはウェイト又は質量ホルダ１３８が設けられている。この場合、ウェイトホルダ１３８は、スピンドルとして形成されている。スピンドル１３８は、ウェイト１４０を受け入れ可能である。本例において、ウェイトは、標準型のウェイトリフティング用ウェイトプレートである。ウェイトホルダ１３８を使用すれば、ほとんど全てのフィットネスクラブやウェイトリフティングジムで見出すことのできる標準型のウェイトを使用して、ペデスタル１３２が接触面１３７に印加する力の量を制御可能とすることができる。ウェイトホルダ１３８上に異なる枚数のウェイトプレート１４０を配備することにより、試験者は、大きさの異なるアスリートが人工芝カーペット１０２上で落下し、又は滑走する際のアスリートの体重をシミュレートすることができる。
【０１０３】
リニアベアリング１３４は、ペデスタル１３２をある方向１４２に沿って移動させるものである。この場合、方向１４２は、グラウンド１０６に対して略垂直である。すなわち、方向１４２は、人工芝試験装置１００が作動位置にあるときに垂直であるものと解することができる。ペデスタル１３２及びリニアベアリング１３４をウェイトプレート１４０と共に使用すれば、人工芝１０２の位置が不揃いである場合、又は並進経路１２０の距離に亘って変動する場合でも、人工芝試験装置により、制御された力を接触面１３７に印加することが可能である。これにより、例えば、長年に亘って設置されており、理想的又は均一とは言い難い人工芝カーペット１０２の試験が可能となる。
【０１０４】
脚部１１０及び／又はフレーム１０８は、これらに取り付けられた透明プラスチック等の平坦材料を任意的に有することができ、これは作業者がキャリッジ、ペデスタル、ベルトドライブ１２４又は試験素子１３６により負傷するのを防止するシールドとして機能するものである。
【０１０５】
図３は、図１及び２に示す人工芝試験装置１００の使用方法を示すフローチャートである。先ず、ステップ３００において、人工芝試験装置１００を、接触面１３７が並進経路１２０に沿って人工芝カーペット１０２と接触するように設置する。次に、ステップ３０２において、アクチュエータ１２１によりキャリッジ１１６を並進経路１２０に沿って移動させる。最後に、ステップ３０４において、本方法では、キャリッジ１１６が並進経路１２０に沿って移動する際に経時的な温度を反復的に記録する。
【０１０６】
図４は、試験素子１３６の詳細図である。試験素子１３６は、ペデスタル１３２に取り付けられたものとして示されている。この特定の実施例において、試験素子１３６は、ポリテトラフルオロエチレンのブロックを備えている。ポリテトラフルオロエチレンのブロック４００は、湾曲エッジ部４０４が設けられた平坦面４０２を有する。湾曲エッジ部４０４は、人工芝カーペット１０２を横切ってブロックをより容易に引きずり可能とするものである。ブロック４００が並進経路１２０に沿い、人工芝カーペット１０２に亘って引きずられると、カーペットの繊維が接触面１３７を磨り減らし、これを加熱する。温度センサ４０６が、接触面１３７と面一状に取り付けられている。これは、接触面１３７の表面温度を測定可能とするものである。この特定の実施例において、温度センサ４０６は、接触面１３７と面一状に取り付けられた表面熱電対である。図４は、断面図である。
【０１０７】
図５は、試験素子１３６の更なる一例を示す。図５に示す試験素子１３６は、摩耗試験面５００がポリテトラフルオロエチレンブロック４００の表面上に配置されている点を除いて、図４のそれと同一である。これは、例えば多数のファスナ５０２によって締結することができる。この場合、人工芝試験装置は、人工芝カーペット１０２の摩耗性を試験するために代用される。摩耗試験面５００は試験素子１３６に施すことができ、この場合には接触面１３７が摩耗試験面５００の外側に配置される。試験素子１３６が並進経路１２０に沿って移動すると、人工芝カーペット１０２が摩耗試験面５００の一部を磨り減らし、摩耗させる。摩耗試験面５００は、試験素子１３６に施される前に重量測定し、試験素子１３６を１回又は複数回だけ並進経路１２０に沿って移動させた後に改めて重量測定することができる。
【０１０８】
図６は、人工芝試験装置１００の変形例を示す。本例において、人工芝試験装置は、タブレット、ラップトップ又はスマートフォン等の携帯型通信装置６００を更に備える。更に、モータ１２２及びペデスタル１３２は、ワイヤレス制御素子６０２を含むものとして示されている。ワイヤレス制御素子６０２は、無線通信リンクを介して携帯型通信装置６００と通信可能である。無線通信リンクは、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）接続、ブルートゥース（登録商標）、又はその他の無線通信形態とすることができる。携帯型通信装置６００は、データを記録するデータロガーとして、及び／又は人工芝試験装置１００の作動や機能を制御するために機能させることができる。
【０１０９】
図７は、携帯型通信装置６００の詳細図である。携帯型通信装置６００は、タッチスクリーン７００を備え、これはプロセッサ７０２に接続されている。プロセッサ７０２は、無線通信システム７０４及びメモリ７０６にも接続されている。携帯型通信装置６００は、バッテリ７０８により電力が供給される。
【０１１０】
メモリ７０６は、プロセッサ７０２を無線通信システム７０４経由で人工芝試験装置１００の残部と通信可能とする、マシン実行可能なインストラクション７１０を含むものとして図示されている。メモリ７０６は、更に、モータ１２２を制御して経時的な表面温度を測定することによって行われるべき試験を記述する試験パラメータ７１２を含むものとして図示されている。これには、例えば、アスリートによる異なる種類の落下や事故をシミュレートするための、異なる速度プロファイルが含まれる。図示のメモリ７０６は、試験パラメータ７１２を使用して行った実験に応じて測定された経時的な温度データ７１４を更に含む。図示のコンピュータメモリ７０６は、任意的に温度統計データ７１６を含む。これには、統計値、例えば経時的な温度データ７１４から計算された平均値やその他の統計量が含まれる。
【０１１１】
図示のコンピュータメモリ７０６は、更に、経時的な温度データ７１４から計算された加熱量７１８を任意的に含む。図示のコンピュータメモリ７０６は、更に、試験条件を記述するメタデータ７２０を含む。これは、例えば、パイル又は人工芝カーペットの形式を記述するデータを含むことができ、特定の人工芝カーペット１０２で使用される基材又はインフィル材料を記述するデータも含むことができる。図示のコンピュータメモリ７０６は、更に、署名を生成するために使用されるプライベート鍵７２２を含む。図示のコンピュータメモリ７０６は、更に、任意的に試験パラメータ、経時的な温度データ、温度統計値、及び／又は加熱量を含むことのできる試験レポート７２４を含む。コンピュータメモリ７０６は、更に、プライベート鍵７２２を使用して生成された試験レポート７２４の署名７２６を示す。これは、試験レポート７２４の真正性を後日に検証するために使用することができる。図示のコンピュータメモリ７０６は、測定された過去の試験レポート７２４の試験データベース７２８を含む。試験データベース７２８は、試験レポート７２４及び任意的な署名７２６を生成した後に携帯型通信装置６００が自動的に通信することのできる遠隔サーバ上に配置することもできる。
【０１１２】
図８において、力センサ８００は、ペデスタル１３２の境界を超えて延在するものとして示されている。これは、力センサ８００の位置を強調するためである。しかしながら、多くの実施形態において、力センサ８００は、リニアベアリング１３４内におけるペデスタル１３２の自由な移動と干渉しないように配置することができる。
【０１１３】
図９は、人工芝試験装置１００の更なる実施例を示す。これは、図１、２、６及び７に示した実施例と類似している。これら他の実施例における何れの特徴も、図９に示す実施形態に含めることができる。図９は、制御可能な拘束具９００の追加的な特徴を含んでいる、制御可能な拘束具９００は、ペデスタル１３２をキャリッジ１１６に対して所定位置にロックするために使用される。これは、試験素子１３６が人工芝１０２上のある高さ９０２に保持されるように、ペデスタル１３２を所定位置に保持するためである。携帯型通信装置６００等で構成されるコントローラは、制御可能な拘束具９００を、ペデスタル１３２を落下させて試験素子１３６により人工芝１０２に衝撃を与えるように制御可能とする。これは、プレイヤーが人工芝１０２上でスライディングする際の衝撃をシミュレートするために使用することができる。
【０１１４】
図１０は、アクチュエータ１２１が移動してキャリッジ１１６を加速させた後における図９の人工芝試験装置１００を示す。制御可能な拘束具９００は復帰移動しており、ペデスタル１３２は、試験素子１３６が人工芝１０２に衝撃を与えるように自由落下を開始する。制御可能な拘束具９００は、特定の時間、特定の位置又は特定の速度において拘束を解放するように制御することができる。試験素子１３６は、方向１２０及び方向１４２において、ある速度を有する。
【０１１５】
図１１は、図９及び１０に示したものと同一の人工芝試験装置１００を示す。図１１において、ペデスタル１３２及び試験素子１３６は自由落下を完了しており、人工芝１０２に衝撃力を与える瞬間にあるものとして示されている。キャリッジ１１６は、依然として方向１２０における速度を有する。キャリッジ１１６は、装置１００の左側に若干近接して移動した状態で示されている。力センサが試験素子１３６又はペデスタル１３２に組み込まれていれば、試験素子１３６が人工芝１０２に衝撃を与える際に衝撃を測定することが可能である。アクチュエータは、幾つかの異なる方法で制御することが可能である。幾つかの実施例において、アクチュエータ１２１は、キャリッジ１１６が特定の速度又は一プロファイルに従って移動するように制御することが可能である。他の実施例において、アクチュエータ１２１は、キャリッジ１１６が接触面１３７と人工芝カーペット１０２との間の摩擦によって停止可能となるように構成することができる。
【０１１６】
図１２は、図９〜１１に示した人工芝試験装置１００を示す。本例において、キャリッジ１１６は、接触面１３７が人工芝１０２に衝撃を与えた後に自由移動が許容されたものである。線１２００は、接触面１３７が人工芝１０２に衝撃を与えた時におけるペデスタル１３２の位置を示す。この場合、接触面１３７は、ペデスタル１３２が１２０２で表される線の位置で停止するまで、摩擦によりエネルギを消費している。両矢印１２０４を付した線は、衝撃後にペデスタル１３２及びキャリッジ１１６が移動した距離１２０４を示す。幾つかの実施例において、アクチュエータ１２１は、距離１２０４を測定するように構成される。他の実施例において、距離１２０４を測定可能とする光学的又はその他のセンサを設けることもできる。
【０１１７】
図１３は、摩耗後における三次元画像１３００の一例を示す。図１３に示す画像は、三次元カメラを使用して、摩耗試験面が、例えば人工芝試験装置において図１、２、６、及び９〜１２に示すように使用された後に、どのように摩り減ったかを表す直接的な測定データとして取得されたものである。各種統計値を使用して、平均粗さ、及び測定された最大粗さの指標を測定又は定量化することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  人工芝試験装置
１０２  人工芝カーペット
１０４  基材
１０６  グラウンド
１０８  フレーム
１１０  脚部
１１２  突部
１１４  平行ロッド（ガイド構造）
１１６  キャリッジ
１１８  リニアベアリング
１２０  並進経路
１２１  アクチュエータ
１２２  モータ
１２４  ベルト
１２６  駆動プーリ
１２８  被動プーリ
１３０  取り付け点
１３２  ペデスタル
１３４  リニアベアリング
１３６  試験素子
１３７  接触面
１３８  ウェイトホルダ
１４０  ウェイトプレート
１４２  移動軸線又は垂直方向
１４４  電子計測器
３００  接触面を並進経路に沿って人工芝と接触するように試験装置を設置
３０２  アクチュエータを制御してキャリッジを並進経路に沿って移動させる
３０４  キャリッジが並進経路に沿って移動する際に温度変化を反復的に記録
４００  ポリテトラフルオロエチレンのブロック
４０２  平坦面
４０４  湾曲エッジ部
４０６  温度センサ
５００  摩耗試験面
５０２  ファスナ
６００  携帯型通信手段
６０２  無線制御素子
７００  タッチスクリーン
７０２  プロセッサ
７０４  無線通信システム
７０６  メモリ
７０８  バッテリ
７１０  マシン実行可能なインストラクション
７１２  試験パラメータ
７１４  経時的な温度データ
７１６  温度統計値
７１８  加熱量
７２０  メタデータ
７２２  プライベート鍵
７２４  試験レポート
７２６  署名
７２８  試験データベース
８００  力センサ
９００  制御可能な拘束具
９０２  人工芝上の間隔
１２００  衝撃位置
１２０２  停止位置
１２０４  衝撃後の移動距離
１３００  摩耗後の三次元画像
【図１】
2019526048.tif 000003
【図２】
2019526048.tif 000004
【図３】
2019526048.tif 000005
【図４】
2019526048.tif 000006
【図５】
2019526048.tif 000007
【図６】
2019526048.tif 000008
【図７】
2019526048.tif 000009
【図８】
2019526048.tif 000010
【図９】
2019526048.tif 000011
【図１０】
2019526048.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019526048.tif 000014
【図１３】
2019526048.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月18日(2019.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工芝試験装置（１００）であって、
人工芝面（１０２）に接触させるための接触面（１３７）を有し、かつ、該接触面の経時的な表面温度（７１４）を測定するための温度センサ（４０６）を有し、前記温度センサが前記接触面と面一状に取り付けられている試験素子（１３６）と、
該試験素子に取り付けられ、該試験素子に力を印加するためのペデスタル（１３２）と、
該ペデスタルを並進経路（１２０）に沿って並進移動させるためのキャリッジ（１１６）と、
該キャリッジを支持すると共に、該キャリッジを前記並進経路に沿ってガイドするためのガイド構造（１１４）と、
該ガイド構造に対して前記キャリアを移動させるためのアクチュエータ（１２１）と、
を備える、人工芝試験装置。
【請求項２】
前記ペデスタルが、ウェイトを受け入れるためのウェイトホルダ（１３８）を備え、前記ペデスタルは、該ウェイトが発生する力を前記接触面に伝達するように構成されている、請求項１に記載の人工芝試験装置。
【請求項３】
前記経時的な表面温度を記録するように構成されたコントローラ（１４４、６００）を更に備える、請求項１又は２に記載の人工芝試験装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記アクチュエータを制御することにより、
前記キャリッジを所定の速度又は位置プロファイルに応じて制御するか、前記アクチュエータを所定の解放速度まで加速するように制御するか、前記キャリッジを前記解放速度に到達した後に自由移動可能とするか、又は、これらの組み合わせを実行する
ように構成されている、請求項３に記載の人工芝試験装置。
【請求項５】
前記ペデスタルは、前記キャリッジに対し、移動軸線に沿って自由移動するように構成され、前記キャリッジは、前記ペデスタルを前記キャリッジに対して、前記試験素子が前記人工芝面上に垂下されるようの解放可能に固定された、制御可能な拘束具を更に備え、
前記コントローラは、前記キャリッジが所定位置にあるとき、所定の時間に達したとき、および、前記キャリッジが所定の落下速度に到達したとき、のいずれかの条件に応じて、前記制御可能な拘束具を制御して前記ペデスタルを解放するように構成されている、請求項４に記載の人工芝試験装置。
【請求項６】
前記ペデスタルは、前記制御可能な拘束具の解放後の衝撃を測定するための力センサを更に備える、請求項５に記載の人工芝試験装置。
【請求項７】
前記コントローラが携帯型通信手段（６００）を備える、請求項３〜６のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量、又はこれらの組み合わせ（７１６）を計算するように構成されている、請求項３〜７のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項９】
前記コントローラは、１組の試験パラメータ（７１２）を受信するように構成され、前記コントローラは、更に、前記試験パラメータを使用して前記アクチュエータを制御するように構成されている、請求項３〜８のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１０】
前記試験パラメータは、前記人工芝の状態を記述するメタデータ（７２０）を備える、請求項９に記載の人工芝試験装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記経時的な表面温度、前記試験パラメータ、前記メタデータ、又はこれらの組み合わせを含む試験レポート（７２４）を生成するように構成されている、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、更に、プライベート鍵又は公開鍵の暗号化アルゴリズムを使用して、前記試験レポートのための暗号化署名（７２６）を生成するように構成されている、請求項１１に記載の人工芝試験装置。
【請求項１３】
前記接触面は、プラスチック、ポリマ、金属、ポリテトラフルオロエチレン又はこれらの組み合わせにより形成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記キャリッジを少なくとも毎秒１ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒２ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒３ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒４ｍのピーク速度で移動させるか、前記キャリッジを少なくとも毎秒５ｍのピーク速度で移動させるか、又は前記キャリッジを少なくとも毎秒６ｍのピーク速度で移動させるように構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１５】
前記温度センサが表面熱電対である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１６】
前記接触面は、前記接触面をカバーする摩耗試験表面（５００）を受け入れるように構成されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の人工芝試験装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の人工芝試験装置を使用して人工芝を試験する方法であって、該方法が、
前記人工芝試験装置を、前記接触面が前記並進経路に沿って前記人工芝と接触し得るように配置するステップ（３００）、
前記コントローラを制御して、前記キャリッジを前記並進経路に沿って移動させるステップ（３０２）、並びに、
前記キャリッジが前記並進経路に沿って移動する際に前記経時的な表面温度を反復的に読み取るステップ（３０４）、
を備える、方法。
【請求項１８】
前記方法が更に、前記経時的な表面温度を使用する試験レポート（７２４）を作成するステップを備え、前記ペデスタル又は前記キャリッジがトランスミッタを備え、前記方法が更に、該トランスミッタを使用して、前記試験レポートを携帯型の通信手段に送信するステップを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法が更に、前記経時的な表面温度から、最大温度、平均温度、加熱量、又はこれらの組み合わせ（７１６）を計算するステップを備える、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ペデスタルは前記接触面に対して、少なくとも３０ｋｇ、少なくとも４０ｋｇ、少なくとも４５ｋｇ、少なくとも５０ｋｇ、少なくとも５５ｋｇ、少なくとも６５ｋｇ、少なくとも７０ｋｇ、少なくとも７５ｋｇ、少なくとも８０ｋｇ、又は少なくとも８５ｋｇの質量により発生される重量を印加する、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記人工芝試験装置が請求項１６に記載した装置であり、前記方法が更に、
前記人工芝試験装置を前記人工芝と接触（３００）させる前に、前記摩耗試験表面を前記接触面に取り付けるステップと、
前記キャリッジが前記並進経路に沿って移動する際に前記経時的な表面温度を反復的に記録した後、前記摩耗試験表面の摩耗後の三次元画像を、前記三次元イメージングシステムを使用して取得するステップと、
摩耗後の三次元画像を少なくとも部分的に使用して、表面摩耗統計値を計算するステップと、
を備える、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が更に、前記摩耗試験表面を前記接触面に取り付ける前に、前記三次元イメージングシステムを使用して、前記摩耗試験表面の初期三次元画像を取得するステップを備え、摩耗後の三次元画像と前記初期三次元画像との間の比較を使用して前記摩耗統計値を計算する、請求項２１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
一態様において、本発明は、人工芝試験装置を提供する。この人工芝試験装置は、試験素子を備える。試験素子は、人工芝面に接触させるための接触面を有する。試験素子は、接触面の経時的な表面温度を測定するための、接触面と面一状に取り付けられている温度センサを備える。人工芝試験装置は、試験素子に取り付けられるペデスタルを更に備える。ペデスタルは、試験素子に力を印加するように構成されている。人工芝試験装置は、ペデスタルを並進経路に沿って並進移動させるためのキャリッジを更に備える。本明細書において、「キャリッジ」とは、所定経路（本例では「並進経路」と称される。）に沿って移動する機械的構成要素であって、他の機械的構成要素を支持し、又はガイドするものを包含する。また、キャリッジは、ガイドキャリッジ又はトロリーと称されることもある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明において、温度センサは、接触面と面一状に取り付けられる。接触面は平坦部を有することができ、温度センサは、その平坦部と同一レベルとなるように機械的に配置される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
他の実施形態において、温度センサは平坦面を有する。本実施形態において、この平坦面は、接触面の平坦部と面一状となるように配置される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
他の実施形態において、温度センサ及び接触面は、スライド面を形成する。このスライド面は、接触面が人工芝上に置かれたときにスライドするように構成することができる。センサ及び接触面は、これらが同一レベル又は面一状であるときにスライド面を形成し、これにより、接触面及び温度センサの一方が他方とは異なる高さ又はレベルにおいて人工芝と接触することはない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
本発明において、表面温度は、温度センサを使用して測定する。実施形態では、摩耗試験面が接触面に取り付けられる。この試験において、接触面の重量は、使用前後の双方において測定可能である。これは、人物やその他の物体が人工芝を横断して摺動する際に、当該人物又は物体から除去される材料の量を予測するために使用することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
本発明は、添付した請求項１〜１６の何れか１項に係る装置を使用して人工芝の試験を行う方法を提供する。本方法は、人工芝試験装置を、接触面が並進経路に沿って人工芝と接触するように、又は接触させるべく操作できるように配置するステップを備える。幾つかの実施例において、作動位置にあるときに、試験素子は重力により人工芝と接触させる。この場合において、本方法は、人工芝試験装置を、接触面が並進経路に沿って人工芝と接触するように配置するステップを備える。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
図５は、試験素子１３６の更なる一例を示す。図５に示す試験素子１３６は、摩耗試験面５００がポリテトラフルオロエチレンブロック４００の表面上に配置されている点を除いて、図４のそれと同一である。これは、例えば多数のファスナ５０２によって締結することができる。この場合、人工芝試験装置は、人工芝カーペット１０２の摩耗性を試験するために代用される。摩耗試験面５００は試験素子１３６に施すことができ、この場合には芝と接触する表面が摩耗試験面５００の外側に配置される。試験素子１３６が並進経路１２０に沿って移動すると、人工芝カーペット１０２が摩耗試験面５００の一部を磨り減らし、摩耗させる。摩耗試験面５００は、試験素子１３６に施される前に重量測定し、試験素子１３６を１回又は複数回だけ並進経路１２０に沿って移動させた後に改めて重量測定することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2019526048.tif 000016
【国際調査報告】
2019526048.tif 000017
2019526048.tif 000018